(57)【要約】【課題】ランニングコストが低廉で済み、環境問題にも配慮した、特にビニールハウス用に適した暖房装置を提供する。【解決手段】窯１１には、木材を投入する木材投入口１３を備えた木材燃焼室１２が上部に設けられると共に木材の燃焼により得られた灰を収容する灰収容室１７が下部に設けられ、木材燃焼室と灰収容室は有孔板１６で区画されている。窯の周りにはヒートチャンバ２２が設けられ、このヒートチャンバからヒートダクト２３が延長している。木材燃焼室の排気口２５には排気ダクト２６が連通接続され、木材燃焼により生じた高温の排気をビニールハウスの外部に排出する。ヒートダクト上方の熱気を熱フィードバックダクト２４の吸気口３２から取り込んでヒートチャンバに供給する。燃料としての木材には廃材を利用することが好ましい。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
木材を投入する木材投入口を備えた木材燃焼室が上部に設けられると共に木材の燃焼により得られた灰を収容する灰収容室が下部に設けられ、木材燃焼室と灰収容室は有孔板で区画されているところの窯と、この窯の周りに設けられたヒートチャンバと、このヒートチャンバに連通接続されて暖房すべき室内の任意箇所まで延長し該箇所にて開口する一または複数のヒートダクトと、窯の木材燃焼室の排気口に連通接続されて木材燃焼室における木材の燃焼により生じた排気を暖房すべき室の外部に排出するための排気ダクトと、前記排気ダクトを通る排気から熱交換により熱を奪うべく該排気ダクトに設けられた熱交換器と、前記ヒートチャンバの上方で開口する吸気口から熱気を取り込んで該ヒートチャンバに供給する熱フィードバックダクトと、を備えたことを特徴とする暖房装置。
【請求項２】
前記熱交換器は、排気ダクトを包囲する中空円筒形状を有し、且つ、その周壁部が二重壁構造を有していて該二重壁構造の中に冷媒としての水が収容される構成を有することを特徴とする、請求項１記載の暖房装置。
【請求項３】
前記熱交換器は、前記二重壁構造の内部から外部に通じる蒸気排出口を備え、木材燃焼室内での木材燃焼により生じた高温の排気を前記排気口から前記排気ダクトを通っていく途中で該熱交換器で熱交換し、水の蒸発による蒸気を蒸気排出口から暖房すべき室内に放出して該室内を加湿することを特徴とする、請求項２記載の暖房装置。
【請求項４】
前記蒸気排出口を前記ヒートダクトに連結して、蒸気を該ヒートダクトの開口端から放出して加湿することを特徴とする、請求項３記載の暖房装置。
【請求項５】
前記吸気口から熱気を積極的に取り込むための吸気ファンが前記熱供給ダクトに設けられることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか記載の暖房装置。
【請求項６】
前記木材燃焼室の排気口と前記熱交換器との間において前記排気ダクトに近接してバーナーが設けられ、着火時に排気ダクト先端の煙突から白煙が出ることを実質的に防止するために排気ダクトを通る排気を加温することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか記載の暖房装置。
【請求項７】
前記窯の灰収容室には木材燃焼室で木材燃焼した後に得られる灰を回収するための灰回収口が備えられ、回収した灰をミネラル資源として田畑に還元することを可能にしたことを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか記載の暖房装置。
【請求項８】
前記窯の木材燃焼室に投入口から投入される木材が無料またはきわめて安価に入手可能な廃材であることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか記載の暖房装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は暖房装置に関し、特にしいたけ、野菜、花卉などの栽培・園芸をビニールハウスなどの農業用・園芸用温室（以下「ビニールハウス」とする）内で行うためのビニールハウス用暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
しいたけ、野菜、花卉などを冬季にビニールハウス内で栽培・園芸することが広く行われるようになっているが、密封されたビニールハウス内は晴れた日の日中であればかなりの温度まで上昇するものの、日没後は地中への熱伝導やビニールフィルムを透過する熱輻射などによってビニールハウス内の温度が急速に失われ、数時間後には外気温とほぼ等しい温度になってしまう。このため、特に冬期の夜間において、ビニールハウス内を栽培や育成のために必要な温度に暖房し維持することが不可欠である。また、特に日本海側の東北・北海道・北陸地方などの寒冷多雪地域では冬期の日照時間が少ないため、日中でもビニールハウス内を暖房する必要がある。
【０００３】
従来のビニールハウス用暖房装置としては、重油を燃焼させることによって発生した熱をビニールハウス内に張り巡らせたダクトを介して供給するものが広く用いられている。また、地熱を利用したもの（特許文献１）や太陽熱を利用したもの（特許文献２）なども提案されている。
【特許文献１】特開２００５−０２４２０８号公報
【特許文献２】特開平１１−０７５５７４号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、重油を熱源とする暖房装置はランニングコストとしての重油代が嵩み、メンテナンスも必要であるため、費用負担が大きい。また、重油を燃焼させることに伴う環境への悪影響や、石油エネルギーの枯渇化による更なるランニングコスト上昇なども懸念される。
【０００５】
また、地熱利用や太陽熱利用は比較的温暖な地域における比較的小規模なビニールハウス用としては検討の余地があるが、厳しい自然環境に晒される前記のような寒冷多雪地域では実際上ほとんど利用価値がない。
【０００６】
したがって、本考案が解決しようとする課題は、比較的簡単な構造を有し、イニシャルコストもランニングコストも低廉で済み、環境問題にも配慮した、新規な構成の暖房装置、特にビニールハウス用に適した暖房装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を達成するため、請求項１に係る本考案は、木材を投入する木材投入口を備えた木材燃焼室が上部に設けられると共に木材の燃焼により得られた灰を収容する灰収容室が下部に設けられ、木材燃焼室と灰収容室は有孔板で区画されているところの窯と、この窯の周りに設けられたヒートチャンバと、このヒートチャンバに連通接続されて暖房すべき室内の任意箇所まで延長し該箇所にて開口する一または複数のヒートダクトと、窯の木材燃焼室の排気口に連通接続されて木材燃焼室における木材の燃焼により生じた排気を暖房すべき室の外部に排出するための排気ダクトと、前記排気ダクトを通る排気から熱交換により熱を奪うべく該排気ダクトに設けられた熱交換器と、前記ヒートチャンバの上方で開口する吸気口から熱気を取り込んで該ヒートチャンバに供給する熱フィードバックダクトと、を備えたことを特徴とする暖房装置である。
【０００８】
請求項２に係る本考案は、請求項１記載の暖房装置において、前記熱交換器は、排気ダクトを包囲する中空円筒形状を有し、且つ、その周壁部が二重壁構造を有していて該二重壁構造の中に冷媒としての水が収容される構成を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る本考案は、請求項２記載の暖房装置において、前記熱交換器は、前記二重壁構造の内部から外部に通じる蒸気排出口を備え、木材燃焼室内での木材燃焼により生じた高温の排気を前記排気口から前記排気ダクトを通っていく途中で該熱交換器で熱交換し、水の蒸発による蒸気を蒸気排出口から暖房すべき室内に放出して該室内を加湿することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る本考案は、請求項３記載の暖房装置において、前記蒸気排出口を前記ヒートダクトに連結して、蒸気を該ヒートダクトの開口端から放出して加湿することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る本考案は、請求項１ないし４のいずれか記載の暖房装置において、前記吸気口から熱気を積極的に取り込むための吸気ファンが前記熱供給ダクトに設けられることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る本考案は、請求項１ないし５のいずれか記載の暖房装置において、前記木材燃焼室の排気口と前記熱交換器との間において前記排気ダクトに近接してバーナーが設けられ、着火時に排気ダクト先端の煙突から白煙が出ることを実質的に防止するために排気ダクトを通る排気を加温することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る本考案は、請求項１ないし６のいずれか記載の暖房装置において、前記窯の灰収容室には木材燃焼室で木材燃焼した後に得られる灰を回収するための灰回収口が備えられ、回収した灰をミネラル資源として田畑に還元することを可能にしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係る本考案は、請求項１ないし７のいずれか記載の暖房装置において、前記窯の木材燃焼室に投入口から投入される木材が無料またはきわめて安価に入手可能な廃材であることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１５】
本考案による暖房装置は、比較的簡単な構造であるため設備投資コストが低廉であり、しかも、廃材も利用可能な木材を燃料に用いるのでランニングコストも従来の重油利用の暖房装置に比べて極めて低く済むため、低コスト化の効果が大きく、特に日本海側の東北・北海道・北陸地方などの寒冷多雪地域などにおいてビニールハウス用の暖房装置としての利用価値が高い。
【００１６】
木材燃焼室内での木材燃焼により生じた高温の排気が排気口から排気ダクトを通っていく途中で熱交換器で熱交換することにより、水の蒸発による蒸気を利用して、ビニールハウス内を暖房すると同時に、農産物などの栽培・園芸に適した湿度に加湿することができる。蒸気排出口をダクトに接続すると、熱交換器内で水が蒸発することにより得られる蒸気がダクトを通ってダクト先端から放出されることになるので、効率的且つ均一な加湿が行われる。
【００１７】
木材を燃料としているので環境破壊の懸念がない。廃材を燃料として用いることはコスト削減に効果があるだけでなく、産業廃棄物木材や間伐材などの新たな用途を提供することとなり、その処理に伴う多大な費用と労力を軽減する効果がある。
【００１８】
木材を燃焼させた後に残る灰は、回収して、ミネラル資源として田畑に還元することができ、無駄のない資源の有効利用が促進される。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１９】
本考案の一実施形態によるビニールハウス用暖房装置１０について、以下添付図面を参照しながら説明する。
【００２０】
この暖房装置１０は略円筒状の窯１１を有する。窯１１の上部は木材燃焼室１２とされており、ここで燃料としての木材を燃焼させる。窯１１の上部前面には、木材燃焼室１２に木材を投入するための木材投入口１３が設けられる。この木材投入口１３には扉１４が開閉自在に設けられ、且つ、扉１４を閉止状態にロックするためのロック手段１５（任意の構成であって良い）が設けられる。木材燃焼室１２の容量は、暖房すべきビニールハウスの容積や冬期の気温などを考慮した上で決定するが、たとえば約１．５平米の木材を収容可能なものとする。
【００２１】
木材燃焼室１２の底面にはグレーチング鉄板などの有孔板１６が備えられ、窯１１の下部に設けられる灰収容室１７とを区画している。有孔板１６における開口は、木材燃焼室１２に投入する木材（以下「廃材」とする）の大きさより十分に小さくて該廃材を通過させることがなく、且つ、廃材が燃焼した後に得られる灰を確実に通過させて灰収容室１７に落下・収容させるに十分な大きさを有する。
【００２２】
窯１１の下部前面には、灰収容室１７に通ずる灰回収口１８が設けられる。この灰回収口１８には扉１９が開閉自在に設けられ、且つ、扉１９を閉止状態にロックするためのロック手段２０（任意の構成であって良い）が設けられる。扉１９は扉１４と同様の構成とすることができる。
【００２３】
窯１１は、たとえば断面略方形の箱状に形成された外枠体２１に収容されており、それらの間にはヒートチャンバ２２が形成されている。ヒートチャンバ２２は、窯１１の底面を除く各面、すなわちその四側面、上面および前面（扉１４，１９の設置箇所を除く）を取り巻くように形成された連続空間であり、その上部（この実施形態では上部の四隅箇所）でヒートダクト２３に通じている。図示しないが、これらヒートダクト２３は、この暖房装置１０で暖房しようとするビニールハウスＨ内において任意の方向に延長し、任意に分岐し、任意箇所で開口している。また、ヒートチャンバ２２の任意箇所、この実施形態では窯１１の背面側における任意箇所において、後述する熱フィードバックダクト２４の下端が開口している。
【００２４】
窯１１の木材燃焼室１２の頂部には排気口２５が設けられ、この排気口２５に排気ダクト２６が連通接続している。排気ダクト２６は、この暖房装置１０で暖房しようとするビニールハウスの屋外に導出されて煙突２７に接続されている。
【００２５】
排気ダクト２６には熱交換器２８が設けられる。熱交換器２８は、排気ダクト２６を通る高温の排気から熱交換によって熱を奪い取る作用を果たす。この実施形態で用いる熱交換器２８は、排気ダクト２６を包囲する中空円筒形状を有し、且つ、その周壁部が二重壁構造を有していて該二重壁構造の内部を冷媒としての水が循環する冷媒通路２９とした構成の水冷ジャケットである。熱交換器ないし水冷ジャケット２８の頂部には蒸気排出口３０が設けられ、熱交換によって冷媒通路２９内の水が蒸発したときにこの蒸気を外部に放出するようにしている。
【００２６】
熱交換器２８が設けられる位置よりも排気方向上流側（排気口２５に近い箇所）において、排気ダクト２６にはバーナー３１が設けられる。このバーナー３１を駆動することにより、排気口２５から排出されて排気ダクト２６を通る排気を加熱することができる。バーナー３１のための熱源としてはたとえば灯油が用いられる。
【００２７】
前述の熱フィードバックダクト２４は、この実施形態では外枠体２１の背面側に近接して立設され、その下端がヒートチャンバ２２に開口し、且つ、その上端から外枠体２１の上方に向けて略水平方向に延長する断面視略Ｌ字形に形成されており、その上端の下面側が斜めにカットされて大きな開口面積を有する吸気口３２を形成している。すなわち、吸気口３２は窯１１および外枠体２１の上方で開口しており、熱交換器２８の少なくとも一部を実質的に被覆する開口面積を有している。さらに、熱フィードバックダクト２４には、吸気口３２からの吸気を積極的且つ効率的に行うための吸気ファン３３が設けられている。
【００２８】
以上のように構成されたビニールハウス用暖房装置１０の作用について説明する。まず、窯１１の前面の上部扉１４を開けて木材投入口１３を開口させ、ここから所定量の木材Ｗを木材燃焼室１２に投入・収容する。このとき、窯１１前面の下部扉１７は閉じられていてロック手段２０でロックされている。投入する木材は、建設現場などで大量に発生する産業廃棄物である廃材を利用することが好ましく、これにより資源の有効利用およびランニングコストの低廉化を図ることができる。廃材は、一般に無料またはきわめて低廉に入手可能であり、しかも時期を問わずに大量且つ安定的に供給される。
【００２９】
次いで、木材燃焼室１２に投入した木材を着火・燃焼させ、扉１４を閉めてロック手段１５でロックする。木材燃焼により生じた排気は排気口２５から排気ダクト２６を通って煙突２７からビニールハウスの外に排出される。着火直後は排気温度が低いため、そのまま排出させると煙突２７から白煙が出て周囲の環境を汚染する可能性があるため、これを防止するため、バーナー３１を駆動して排気温度を６００℃程度にまで昇温させる。木材燃焼による排気が６００℃程度を超えるようになるとそのまま排出しても白煙は生じなくなるので、頃合を見はからってバーナー３１を停止させる。あるいは、排気温度を測定する温度計を排気口２５近辺や排気ダクト２６内に設けておき、この温度計による測定温度が６００℃程度の所定温度に達したときにバーナー３１を自動停止させるようにしても良い。いずれにしてもバーナー３１の駆動は着火直後のごく短い時間で十分であるので、その燃料（灯油など）の使用量はごくわずかであり、コスト負担はほとんど問題にならない程度である。
【００３０】
木材燃焼が進行していくと、木材燃焼室１２が高温となり、その周囲のヒートチャンバ２２内の空気が熱伝導によって熱せられ、さらにその周囲の外気が熱せられる。この熱気は吸気ファン３３の作用によって吸気口３２から熱フィードバック２４に取り込まれ、ヒートチャンバ２２へと送り込まれて、ヒートチャンバ２２内をさらに高温化する。このようにして高温化されたヒートチャンバ２２内の空気が各ヒートダクト２３を通って先端から放出されることにより、ビニールハウス内を効率的且つ均一に暖房する。
【００３１】
また、木材燃焼室１２内での木材燃焼により生じた高温の排気が排気口２５から排気ダクト２６を通っていく途中で、熱交換器２８で熱交換され、水２９の蒸発による蒸気が蒸気排出口３０から上方に噴出するので、ビニールハウス内を暖房すると同時に、農産物などの栽培・園芸に適した湿度に加湿することができる。熱交換器２８の蒸気排出口３０から蒸気をビニールハウス内に直接噴出することに代えて、この蒸気排出口３０をダクト２３に接続すると、熱交換器２８内で水が蒸発することにより得られる蒸気がダクト２３を通ってダクト先端から放出されることになるので、ビニールハウス内の加湿を効率的且つ均一に行うことができる。
【００３２】
木材燃焼室１２で燃焼した木材は灰となって有孔板１６を通って落下し、灰収容室１７に収容されていく。投入した木材がすべて燃焼し終えた後、ロック手段２０のロックを解除し、扉１９を開けて、灰収容室１７に溜まっている灰を回収する。このようにして回収した灰は、ミネラル資源として田畑に還元することができ、無駄のない資源の有効利用が促進される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本考案の好適な一実施形態によるビニールハウス用暖房装置を概略的に示す側面図である。
【図２】このビニールハウス用暖房装置の概略正面図である。
【図３】このビニールハウス用暖房装置の概略平面図である。
【図４】図１中ＩＶ−ＩＶ線による断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ビニールハウス用暖房装置
１１  窯
１２  木材燃焼室
１３  木材投入口
１４  扉
１５  ロック手段
１６  有孔板
１７  灰収容室
１８  灰回収口
１９  扉
２０  ロック手段
２１  外枠体
２２  ヒートチャンバ
２３  ヒートダクト
２４  熱フィードバックダクト
２５  排気口
２６  排気ダクト
２７  煙突
２８  熱交換器（水冷ジャケット）
２９  水
３０  蒸気排出口
３１  バーナー
３２  吸気口
３３  吸気ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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